潜艇指挥台围壳对阻力和伴流场影响数值研究

采用Reynolds平均Navier-Stokes(RANS)方法计算潜艇三维粘性流场,分析潜艇指挥台围壳对潜艇水动力性能的影响。采用全附体SUBOFF模型验证了CFD方法,通过将螺旋桨盘面处的实效伴流场、艇体表面压力分布以及模型总阻力的模拟结果与Taylor船池的实验结果进行对比。比较结果显示CFD计算结果与实验数据具有很好的一致性,表明CFD方法可以用于潜艇指挥台围壳设计的水动力计算。通过数值计算研究指挥台围壳的高度和在艇上的分布位置对其后方的流场、螺旋桨盘面处的伴流场和阻力的影响。

潜艇主艇体三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型、边界条件对SUBOFF模型主艇体的七种网格模型进行了三维粘性流场数值模拟。将计算所得的艇体表面的压力系数和壁面剪应力系数沿艇长的分布与有关文献的试验结果进行了比较,并以曲线的形式展现出来。分析了湍流模型、边界条件和y+值范围对潜艇主艇体三维粘性流场数值计算结果的影响。

潜艇实艇阻力预报方法研究

分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获得潜艇粘压阻力系数随雷诺数变化的规律,对潜艇实艇阻力预报提出一些建议。

高效翼型舵在潜艇上的应用

[目的]现代潜艇对操纵面设计的要求越来越高,使得设计者们需要不断研究新的舵型以提高操纵面的效率,而高效翼型舵是提高操纵面效率的有效措施之一。[方法]为此,在比较分析各种翼型优、缺点的基础上,提出一种优化的高效翼型舵,并采用数值计算的方法,比较分析潜艇上应用这种高效翼型舵与常规NACA舵的水动力特性和对尾部伴流场的影响规律,同时在拖曳水池中开展模型测力试验,发现试验结果与仿真计算结果一致性良好,误差不超过10%。[结果]研究结果表明:高效翼型舵的舵效比常规舵高40%以上,但对艇体总阻力的影响则与常规舵相当,不超过4%;采用高效翼型舵带来的升力效益要比其对艇体总阻力的影响大得多。[结论]表明高效翼型舵在提高操纵效率方面优势明显,有着较好的应用前景。

全附体潜艇三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型和网格形式对SUBOFF全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将计算所得的艉部伴流场同有关文献的试验结果进行比较,并以伴流分数对周向角的曲线形式展现出来,分析了湍流模型、艇体周向网格节点间距和y+值对全附体潜艇三维粘性流场数值计算结果的影响.

基于雷诺应力方程模型的全附体潜艇尾部伴流场三维粘性数值计算

采用Reynolds应力方程模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,将计算的潜艇尾部伴流场同有关文献的试验结果进行了比较,计算结果同试验结果具有很好的一致性。结果表明,Reynolds应力方程模型在潜艇的流场计算中特别是在对潜艇的尾部伴流场的计算方面具有很好的应用价值和发展前景。

水下航行体近海底运动操纵性研究

针对水下航行体近海底航行时的特点,首先建立了水下航行体的操纵运动数学模型,分别从水平面和垂直面两方面来考虑近海底对操纵运动水动力的影响,进而数值模拟和分析了水下航行体在近海底运动时的操纵性能变化规律,计算结果表明近海底航行使得其机动性减弱而运动稳定性增强。

简易导管的数值计算及分析

利用Fluent软件计算和分析了特定导管的水动力性征。比较了在不同前缘收缩系数、后缘扩张系数、平行中体长度和不同长径比条件下设计导管的推力、推力系数、升阻比和流场分布等。通过以上计算分析得到满足条件的最优导管形状,并与试验结果比对,证明该数值方法的有效性。

潜艇艉部伴流场、螺旋桨激振力研究

本文通过对单桨“十”字形艉潜艇艉部伴流场、螺旋桨激振力的分析研究，揭示了其艉部伴流场的分布规律，证明七叶大侧斜螺旋桨可以降低潜艇激振力，为今后低噪声螺旋桨的权衡布置和参数优化设计，提供了理论依据和一种新的设计计算方法。

支撑筋对特殊导管桨水动力性能的影响

通过试验和理论计算,研究导管内螺旋桨前后加支撑筋对特殊导管桨的水动力性能影响,重点讨论导管内桨后支撑筋的叶片数和安装角对水动力性能的影响。结果表明,由于该导管桨的特殊性使得其效果与一般导管桨不同。

初步设计阶段船舶主尺度和船型系数的估算

介绍了现代船舶主尺度和船型系数的几种估算方法，并说明各自的使用范围。

船用螺旋桨计算机辅助功能性设计

现有的螺旋桨的几何形状采用一种称之为偏微分方程（ＰＤＥ）方法的计算机辅助设计方法加以数学表达。采用这种设计方法可以确保螺旋桨桨叶由一组少量的设计参数予以完全确定和控制。这种几何形状可以采用面元法进行分析以得到流经桨叶的流动，并且作为桨的效率性能的量度，也可以得到。让设计参数发生变化，就可以实现桨的功能设计。改变设计参数将影响效率，因此要寻求一组能给出具有最大效率的螺旋桨几何形状的设计参数。